四川工程职业技术学院材料成型与控制技术专业2014级《铸造工艺CAE优化设计》课程标准

1、四川工程职业技术学院材料成型与控制技术专业铸造工艺CAE优化设计课程标准国家职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库建设项目组四川工程职业技术学院铸造工艺CAE优化设计课程教学大纲学时：64学分：4适用专用及学制：三年制高职 铸造 全日制编制：铸造教研室审定：批准日期：2013年6月 一、制订依据本课程是铸造技术专业的专业课程。本大纲依据铸造技术专业人才培养方案而制定。二、课程教学目标主要向学生介绍铸造三维造型和铸件充型与凝固过程计算机数值模拟技术，力图体现用高新技术改造传统产业的产业趋势，使学生能够掌握工艺优化的技术与技能。1.使学生能利用一种目前流行的中高端三维CAD系统（如PRO/E）基

2、本掌握中等复杂铸件及相关工艺系统的三维实体造型能力，并能将其输出成供铸造CAE软件系统使用的*.STL文件。2.使学生掌握铸件充型与凝固过程计算机数值模拟技术的一般步骤，能基本运用铸造数值模拟软件进行充型过程流场、凝固过程温度场、充型与传热耦合、基于耦合的凝固计算等工程的数值仿真分析。3.使学生能基本运用铸造数值模拟软件结合数值仿真分析结果和专业知识撰写分析报告。三、课程教学单元及学时安排序 号课题名称课 时课时分配讲 课练习习 题讨 论1铸件及相关工艺系统三维造型技术2812162铸钢分析模块应用技术16883球铁分析模块应用技术16884机动4合 计642832四、课程教学设计1.整体教学

3、设计由于本课程是支撑铸造技术专业毕业生从事的主要岗位铸造技术岗位的核心能力“铸造工艺工装设计与实施能力”培养的核心课程之一，需要计算机应用和工艺设计能力，通过三维造型、铸造CAE软件使用、真实铸件的数值模拟训练才能完成和具备实用价值，因此，我们通过与德阳重装企业紧密合作，并按照“边学边练”的原则，并基于真实生产条件、真实铸件电站辅机的铸钢套筒和球铁活塞设计的工艺、可能产生的主要铸造缺陷模拟预测而开发设计，为国内首创。按照数值模拟的工作流程铸件及工艺系统三维造型、铸件纯凝固过程模拟计算、 铸件纯充型过程计算及流动平稳性的预测、铸件充型与传热耦合计算及浇不足缺陷的预测、铸件基于耦合的凝固计算及缩孔

4、和缩松缺陷的预测，通过对铸造生产及工艺工装设计课程中学生在教师的指导下设计的真实铸钢件和球铁件电站辅机的铸钢套筒和球铁活塞的工艺，依次进行三维造型、模拟计算和缺陷预测训练，使学生掌握铸造工艺CAE技术。本课程根据两种模拟对象：电站辅机的铸钢套筒和球铁活塞，分为“铸件及工艺系统三维造型技术”、“铸钢件的数值模拟技术”、“球铁件的数值模拟技术”三个学习单元；在铸钢件和球铁件的数值模拟技术学习单元中分别以电站辅机上的铸钢套筒和国外工程机械上的球铁活塞为典型铸件，根据数值模拟的工作流程又分为 “铸件纯凝固过程模拟计算”、 “铸件纯充型过程计算及流动平稳性的预测”、“铸件充型与传热耦合计算及浇不足缺陷的

5、预测”、“铸件基于耦合的凝固计算及缩孔和缩松缺陷的预测”四个子学习单元。本课程主要采用学边边练的方式组织教学实施，体现了工学结合、理实一体的职业教育教学方法。课余时间，开放专业软件实训室，鼓励学生利用课余时间，到实训室把课程资料中提供的铸钢、球铁件进行模拟练习；安排时间组织学生到二重集团公司，由校外课程负责人为主的企业技术人员指导学生结合企业产品熟悉世界上最好的铸造CAE软件MAGASOFT软件，进一步锻炼学生的工艺设计和数值模拟分析能力，体现了开放性的要求，以积累实战经验、体验实践乐趣、激发学习兴趣，从而实现两个结合：理论与实训相结合、实训与真实产品相结合。使学生在学中做、做中学，体现“教学

6、做一体”的职教特色。使学生基本掌握利用信息化技术改造传统产业、达到缩短生产周期、降低成本的目的的技术能力。电站辅机的铸钢套筒和球铁活塞这两个典型件的工艺在本课程中模拟之后，调整其工艺，并在本课程之后的实训课程铸造生产实训2中进行铸造生产，检验工艺的合理性，从而达到工学结合的目的。2.单元教学设计单元1 铸件及相关工艺系统三维造型技术 28学时草图的绘制，尺寸约束、几何约束、操作特征造型基本概念：特征建模技术，参数化技术，数据库联动技术；特征造型基本方法：特征分析，特征种类及生成方法，约束分析，特征管理；参考几何体：基准面，基准轴，坐标系；曲线的种类及构建、编辑，曲线构建示例；曲面的种类及构建、

7、编辑，曲面构建示例；实体的创建、修改、编辑、操作；装配建模技术的基本概念：装配约束技术，装配树，装配模型管理，装配模型分析及使用；装配建模的一般方法和技巧；*.STL文件的输出。单元2 铸钢分析模块应用技术16学时铸钢件纯凝固过程的计算及缩孔、缩松缺陷的初步预测铸钢件纯充型过程计算及流动平稳性的预测铸钢件充型与传热耦合计算及浇不足缺陷的预测铸钢件基于耦合的凝固计算及缩孔和缩松缺陷的预测以套筒铸钢件为载体，分别进行铸钢分析模块的四种计算单元3 球铁分析模块应用技术 16学时球铁件纯凝固过程的计算及缩孔、缩松缺陷的初步预测球铁件纯充型过程计算及流动平稳性的预测球铁件充型与传热耦合计算及浇不足缺陷的

8、预测球铁件基于耦合的凝固计算及缩孔和缩松缺陷的预测以活塞球铁件为载体，分别进行球铁分析模块的四种计算五、课程教学实施条件1师资要求从事本课程教学的教师，应具备以下相关知识、能力和资质：n 获得高校教师资格证（专任教师）；n 较强工程实践能力；n 三维实体特征造型能力；n 铸件充型与凝固过程计算机数值模拟能力n 熟悉职业教育规律熟悉相应国家标准和工艺规范。本课程师资由专兼职教师承担。2教学硬件设施及配备u 配有数量足够的计算机机房；u 一套图形工作站。3教材及参考资料学生使用教材序号教材名称主编编 者主审1铸造工艺CAE技术讲义张光明傅骏、刘峰、彭显平王泽忠2Pro/ENGINEER Wildf

9、ire3.0基础教程邓先智、钱珊张南、张光明北京大学出版社参考资料序号参考书目主编出版社1中国材料工程大典第18、19卷铸造柳百成、黄天佑化学工业出版社2砂型铸造工艺学林勃机械工业出版社3铸造工艺及设备曹瑜强机械工业出版社4华铸CAE/InteCast集成系统使用手册陈立亮、刘瑞祥华中科技大学华铸软件中心5Pro/ENGINEER Wildfire综合培训教程周四新，和青芳，杜守军等机械工业出版社六、课程考核每一学习单元考核标准如下：项目内容分值课堂参与程度（20分）出勤、回答问题、提出疑问等方面优秀（18-20）良好（13-17）合格（12）不合格（0-11）作业完成质量（20分）及时完成作业及作业质量优秀（18-20）良好（13-17）合格（12）不合格（0-11）实践项目完成质量（